空氣源熱泵集中熱水系統(tǒng)在康復(fù)醫(yī)院項(xiàng)目中的應(yīng)用及經(jīng)濟(jì)性分析

周鵬瑞

廣州市城市更新規(guī)劃研究院，廣東 廣州 510000

空氣源熱泵通過(guò)大量吸收空氣中的免費(fèi)能源制熱，高效節(jié)能，能效比（COP）可達(dá)3～5，因此空氣源熱泵在熱水系統(tǒng)中的應(yīng)用也越來(lái)越多。文章以廣西梧州市某康復(fù)醫(yī)院熱水系統(tǒng)設(shè)計(jì)為例，介紹空氣源熱泵在熱水系統(tǒng)中的應(yīng)用，并對(duì)其經(jīng)濟(jì)性進(jìn)行分析。

1 項(xiàng)目介紹

1.1 項(xiàng)目概況

該醫(yī)院位于廣西梧州市，為二級(jí)康復(fù)醫(yī)院，總建筑面積約2.5萬(wàn)m2，地下1層設(shè)有車(chē)庫(kù)、設(shè)備房及廚房，地上共11層。1層為康復(fù)治療室；2層有康復(fù)水療、辦公室和2間小型手術(shù)室；3～11層為病房，共有床位200張，其中康復(fù)醫(yī)院床位100張，養(yǎng)老床位100張（以介助為主）。

1.2 當(dāng)?shù)貧夂驐l件

梧州市屬亞熱帶季風(fēng)性濕潤(rùn)氣候，年平均氣溫21.1℃，最冷月（1月）平均氣溫11.9℃，最熱月（7月）平均氣溫28.9℃，全年平均日照為1915h。

2 熱水負(fù)荷計(jì)算及設(shè)備選型

2.1 醫(yī)院用水特點(diǎn)及熱水用量

醫(yī)院熱水用水特點(diǎn)：醫(yī)院熱水用水主要來(lái)自洗衣房、廚房、水療室等配套功能用水，洗手盆、手術(shù)室（刷手池、洗滌盆和淋浴器）等診室用水及病房和工作人員淋浴用水。手術(shù)室用水可靠性要求較高，刷手池需水壓較大；洗衣房、廚房、水療室用水量大且集中，對(duì)水壓要求相對(duì)不高；病房用水時(shí)間相對(duì)分散，水壓要求穩(wěn)定。通過(guò)分析，此項(xiàng)目熱水分2區(qū)供應(yīng)，-1～2層為功能房用水，3～11層為病房用水，因手術(shù)室較少，熱水采用即熱式電熱水器；考慮有陪住人員，故實(shí)際用水人數(shù)大于床位數(shù)。按每個(gè)康復(fù)醫(yī)療床位均有1名陪護(hù)人員，即按200張床位計(jì)算，則共有床位300張。

此項(xiàng)目設(shè)計(jì)熱水量如表1所示。

表1 設(shè)計(jì)熱水量

2.2 耗熱量計(jì)算及設(shè)備選型

梧州市冷水溫度取10℃，該項(xiàng)目熱水日耗熱量按下式計(jì)算：

式中：Qrd為日耗熱量，kcal；C為水的比熱，取1kcal/kg·℃；M為熱水質(zhì)量，kg；?T為水終溫與水初溫的差值。耗 熱 量 為1×77.15×1000×(60-10)=3857500kcal；日制熱量為3857500kcal÷860kcal/h=4485kW。熱泵熱水機(jī)組設(shè)計(jì)日工作時(shí)間宜8～16h，此項(xiàng)目選用機(jī)組每天運(yùn)行14h，不設(shè)輔助熱源，以當(dāng)?shù)刈罾湓缕骄鶜鉁兀?1.9℃）和冷水供水溫度（10℃）計(jì)算，修正系數(shù)取0.8，則最不利環(huán)境條件下設(shè)計(jì)小時(shí)制熱量為4485kW÷(14h×0.8）=400kW/h。高區(qū)和低區(qū)分開(kāi)設(shè)置空氣源熱泵，低區(qū)制熱量為175kW/h，高區(qū)制熱量為225kW/h。該項(xiàng)目空氣源熱泵采用紐恩泰空氣源商用低溫型熱水機(jī)，型號(hào)為NERS-G30D，單臺(tái)制熱量為95kW/h，額定功率為21.5kW，高低分區(qū)設(shè)備參數(shù)如表2所示。

表2 空氣源熱泵選用參數(shù)表

3 空氣源熱泵與其他熱源設(shè)備的比較

不同能源的能源消耗量、運(yùn)行費(fèi)用、熱源設(shè)備造價(jià)及其他指標(biāo)對(duì)比如表3、表4所示。

表3 各熱源熱值對(duì)比表

表4 各熱源設(shè)備其他指標(biāo)對(duì)比

通過(guò)表3、表4對(duì)比可得如下結(jié)論：

（1）空氣源熱水機(jī)組年運(yùn)行費(fèi)用最低，約為42.1萬(wàn)元，電熱水器年運(yùn)行費(fèi)用最高，約為155.1萬(wàn)元，燃?xì)忮仩t年運(yùn)行費(fèi)用約為70萬(wàn)元。

（2）空氣源熱泵設(shè)備費(fèi)用最高，初次投入約為40萬(wàn)元，電熱水器設(shè)備費(fèi)用最低，約為5萬(wàn)元，燃?xì)忮仩t設(shè)備費(fèi)用約為12萬(wàn)元（以上設(shè)備費(fèi)用不含熱水箱、水泵等）。

（3）空氣源熱泵年運(yùn)行費(fèi)用+初投資費(fèi)用約為82.1萬(wàn)，電熱水器年運(yùn)行費(fèi)用+初投資費(fèi)用約為160.1萬(wàn)元，燃?xì)忮仩t年運(yùn)行費(fèi)用+初投資費(fèi)用約為82萬(wàn)元，柴油鍋爐年運(yùn)行費(fèi)用+初投資費(fèi)用約為112.1萬(wàn)元?？梢?jiàn)，與電熱水器、燃?xì)忮仩t相比，選用空氣源熱泵1～2年時(shí)間即可收回初投資費(fèi)用，經(jīng)濟(jì)性較好。

4 結(jié)論

（1）空氣源熱泵機(jī)組具有高效節(jié)約、安全環(huán)保的優(yōu)點(diǎn)，缺點(diǎn)是初次投入較大，與鍋爐機(jī)組相比，空氣源熱泵可全自動(dòng)運(yùn)行，無(wú)須人員管理，不占用設(shè)備空間（空氣源熱泵一般設(shè)在天面，鍋爐一般設(shè)在地下室，占用建筑面積）。

（2）空氣源熱泵選型建議不少于2臺(tái)，低負(fù)荷時(shí)1臺(tái)開(kāi)啟運(yùn)行，最大負(fù)荷時(shí)全部開(kāi)啟，節(jié)能效果更好。

（3）空氣源熱泵建議在華東、華南等長(zhǎng)江以南地區(qū)，如廣東、福建、浙江、湖南、江西、云南、海南等省份應(yīng)用，冬季最冷氣溫低于-5℃的北方地區(qū)不建議選用。